FR2760120A1 - Systeme d'affichage pourvu d'une source lumineuse - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système d'affichage (24) comprenant un boitier, une source lumineuse dans le boîtier, et un panneau d'affichage (28) connecté au boîtier. Ledit panneau inclut des couches interne (34) et externe (32) contenant un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière. Chaque unité de volume de ladite couche externe du panneau contient une plus grande quantité de pigment absorbant la lumière et une plus petite quantité de matière particulaire dispersant la lumière qu'une unité de volume correspondante de ladite couche interne, et la densité optique desdites couches interne et externe du panneau est la méme. Il inclut en outre de préférence, entre lesdites couches interne et externe, une couche (36) de signes formée de deux parties translucides (40, 42) , les surfaces (106, 108) des petits côtés de ladite première partie pouvant s'évaser vers l'extérieur pour augmenter l'angle où un observateur peut voir les signes.
Description
La présente invention concerne un système d'affichage à panneau d'affichage perfectionne.
Des systèmes d'affichage sont utilisés classiquement en association avec des commutateurs actionnés par boutons poussoirs, des annonciateurs et des dispositifs de signalisation. Un système connu est décrit dans le brevet des Etats Unis N" 5 295 050. Ce système d'affichage connu est réalisé de manière à etre visible en plein soleil. Le système d'affichage inclut un prisme qui comporte une paire de faces de réception de lumière.
Lorsqu'une source lumineuse est alimentée, dans le système d'affichage du brevet des Etats Unis N" 5 295 050, une lumière est transmise aux faces de réception de lumière du prisme. La lumière est transmise â travers le prisme vers une face d'émission de lumière du prisme. Un panneau d'affichage est disposé en avant du prisme. Des signes presents sur le panneau d'affichage sont observables lorsque la source lumineuse est alimentée, méme lorsque le panneau d'affichage est exposé au plein soleil. En revanche, les signes présents sur le panneau d'affichage sont obscurcis lorsque la source lumineuse n'est pas alimentée.
C'est le but de la présente invention que de réaliser un système perfectionné d'affichage qui, en particulier, offre a l'observateur un angle de vision relativement grand, tout en minimisant la réflectance, ou facteur de réflexion, spéculaire du panneau d'affichage en plein soleil.
Pour atteindre ce but, la présente invention réalise un système d'affichage comprenant un boitier, une source lumineuse disposée à l'intérieur dudit boitier, et un panneau d'affichage connecté audit boîtier caractérisé en ce que
ledit panneau d'affichage inclut des couches interne et externe contenant un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière,
chaque unité de volume de ladite couche externe dudit panneau d'affichage contient une plus grande quantité de pigment absorbant la lumière qu'une unité de volume correspondante de ladite couche interne,
chaque unité de volume de ladite couche interne dudit panneau d'affichage contient une plus grande quantité de matière particulaire dispersant la lumière qu'une unité de volume correspondant de ladite couche externe, et
la densité optique desdites couches interne et externe dudit panneau d'affichage est la même.
ledit panneau d'affichage inclut des couches interne et externe contenant un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière,
chaque unité de volume de ladite couche externe dudit panneau d'affichage contient une plus grande quantité de pigment absorbant la lumière qu'une unité de volume correspondante de ladite couche interne,
chaque unité de volume de ladite couche interne dudit panneau d'affichage contient une plus grande quantité de matière particulaire dispersant la lumière qu'une unité de volume correspondant de ladite couche externe, et
la densité optique desdites couches interne et externe dudit panneau d'affichage est la même.
Lesdites première et deuxième couches dudit panneau d'affichage peuvent être interconnectées à un emplacement qui est exempt de discontinuités optiques.
Le but de la quantité relativement grande de pigment contenue dans la couche externe du panneau d'affichage, en plus de la matière particulière dispersant la lumière, est de minimiser la réflectance spéculaire provenant de la couche externe du panneau d'affichage, en plein soleil. Le but de la quantité relativement grande de matière particulière dispersant la lumière et de la quantité plus faible de pigment absorbant la lumière dans la couche interne est de réaliser un angle d'observation relativement large pour un observateur.
Le système d'affichage peut inclure en outre une couche de signes disposée entre lesdites couches interne et externe, ladite couche de signes incluant une première et une deuxième parties translucides,
ladite première partie translucide de ladite couche de signes étant d'une densité optique qui est supérieure à la densité optique desdites couches interne et externe,
ladite deuxième partie translucide de ladite couche de signes étant d'une densité optique qui est inférieure à la densité optique de ladite première partie translucide de ladite couche de signes;
et, dans ce cas, on peut en particulier prevoir que la densité optique de ladite deuxième partie translucide de ladite couche de signes soit au moins égale à la moitié de la densité optique de ladite couche externe.
ladite première partie translucide de ladite couche de signes étant d'une densité optique qui est supérieure à la densité optique desdites couches interne et externe,
ladite deuxième partie translucide de ladite couche de signes étant d'une densité optique qui est inférieure à la densité optique de ladite première partie translucide de ladite couche de signes;
et, dans ce cas, on peut en particulier prevoir que la densité optique de ladite deuxième partie translucide de ladite couche de signes soit au moins égale à la moitié de la densité optique de ladite couche externe.
La couche de signes inclut donc des zones plus opaques et des zones plus transparentes; mais les zones opaques ne sont pas totalement opaques afin de favoriser une diffusion de la lumière pour accroître l'angle de vue d'un observateur.
De façon plus particulière, lorsque le système d'affichage inclut une couche de signes disposee entre lesdites première et deuxième couches, ladite couche de signes incluant une première partie d'une première densité optique et une deuxième partie d'une deuxième densité optique qui est inférieure à la première densité optique, et que
ladite première partie de ladite couche de signes inclut un grand côté interne qui fait face à ladite couche interne, un grand coté externe qui fait face à ladite couche externe et un petit coté qui s'étend entre lesdits grands côtes interne et externe, on peut prevoir que
ledit petit côté de ladite première partie de ladite couche de signes s'étend selon un angle aigu par rapport audit grand côte interne de ladite première partie de ladite couche de signes et s'étend selon un angle obtus par rapport audit grand coté externe de ladite première partie de ladite couche de signes. Cette configuration des signes, selon laquelle les petits côtes s'évasent vers l'extérieur, augmente l'angle de vision à l'intérieur duquel les signes sont visibles pour un observateur.
ladite première partie de ladite couche de signes inclut un grand côté interne qui fait face à ladite couche interne, un grand coté externe qui fait face à ladite couche externe et un petit coté qui s'étend entre lesdits grands côtes interne et externe, on peut prevoir que
ledit petit côté de ladite première partie de ladite couche de signes s'étend selon un angle aigu par rapport audit grand côte interne de ladite première partie de ladite couche de signes et s'étend selon un angle obtus par rapport audit grand coté externe de ladite première partie de ladite couche de signes. Cette configuration des signes, selon laquelle les petits côtes s'évasent vers l'extérieur, augmente l'angle de vision à l'intérieur duquel les signes sont visibles pour un observateur.
Ladite couche interne peut entre attachée par diffusion à ladite couche externe.
Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés ci-dessus ainsi que d'autres ressortiront davantage de la lecture de la description qui suit, prise en conjonction avec les dessins annexes dans lesquels:
la Fig. 1 est une illustration schématique d'un ensemble de commutateur pourvu d'un système d'affichage d'une structure conforme à la présente invention;
la Fig. 2 est une illustration schématique en vue éclatée d'un panneau d'affichage utilisé dans l'ensemble de commutateur de la Fig. 1;
la Fig. 3 est une vue en coupe transversale fragmentaire simplifiée prise généralement selon la ligne 3-3 de la Fig. 2, qui illustre une partie du panneau d'affichage, les composants du panneau d'affichage étant interconnectés;
la Fig. 4 est une vue schématique simplifiée qui représente la maniere dont un rayon de lumière solaire interagit avec le système d'affichage de la Fig. 1 lorsqu'une source lumineuse du système d'affichage n'est pas alimentée;
la Fig. 5 est une vue schématique simplifiée, généralement semblable à la Fig. 4, qui représente la manière dont des rayons lumineux provenant de la source lumineuse alimentée interagissent avec le système d'affichage de la Fig. 1; et
la Fig. 6 est une vue fragmentaire simplifiée à plus grande échelle d'une partie du panneau d'affichage.
la Fig. 1 est une illustration schématique d'un ensemble de commutateur pourvu d'un système d'affichage d'une structure conforme à la présente invention;
la Fig. 2 est une illustration schématique en vue éclatée d'un panneau d'affichage utilisé dans l'ensemble de commutateur de la Fig. 1;
la Fig. 3 est une vue en coupe transversale fragmentaire simplifiée prise généralement selon la ligne 3-3 de la Fig. 2, qui illustre une partie du panneau d'affichage, les composants du panneau d'affichage étant interconnectés;
la Fig. 4 est une vue schématique simplifiée qui représente la maniere dont un rayon de lumière solaire interagit avec le système d'affichage de la Fig. 1 lorsqu'une source lumineuse du système d'affichage n'est pas alimentée;
la Fig. 5 est une vue schématique simplifiée, généralement semblable à la Fig. 4, qui représente la manière dont des rayons lumineux provenant de la source lumineuse alimentée interagissent avec le système d'affichage de la Fig. 1; et
la Fig. 6 est une vue fragmentaire simplifiée à plus grande échelle d'une partie du panneau d'affichage.
On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré spécifique de la présente invention en donnant d'abord une description générale de celui-ci, et en exposant ensuite, de façon plus détaillée, le comportement du systeme d'affichage lorsqu'il est exposé à la lumière solaire, puis le cas d'une alimentation de la source lumineuse, puis la description de la couche de signes, puis la composition des couches du panneau d'affichage, et en concluant par un résumé des éléments principaux de la présente invention.
De façon générale, un ensemble 10 de commutateur représente à la Fig. 1 comprend un boitier rectangulaire 12 qui enferme un commutateur 14 et une source lumineuse 16. La source lumineuse 16 peut être incandescente, par exemple une ampoule, ou peut être une source d'état solide, comme une diode électroluminescente. Un bouton poussoir 18 s'étend en travers d'une ouverture 20 ménagée dans une partie d'extrémité supérieure du boltier 12. Lorsque le bouton poussoir 18 est actionne, un mecanisme désigné schématiquement par 22 à la Fig. 1 provoque le fonctionnement du commutateur 14 pour le faire passer de la condition ouverte, illustrée, à une condition fermée. Lorsque le commutateur 14 est dans la condition fermée, la source lumineuse 16 est alimentée.
Lorsque la source lumineuse 16 est alimentée, une lumière se propage vers un système perfectionné d'affichage 24 dans le bouton poussoir 18 et est réfractée à travers ce système. Lorsque la source lumineuse 16 est alimentée, des signes facultatifs contenus dans le système d'affichage 24 sont détectables pour un observateur positionné à un emplacement quelconque à l'intérieur d'un champ de vision de cent soixante seize (176) degrés par rapport au système d'affichage alimenté 24.
Lorsque la source lumineuse 16 n'est pas alimentée, il est complètement impossible de détecter les signes du système d'affichage 24, quel que soit l'angle de vue. Lorsque la source lumineuse 16 n'est pas alimentée, il est impossible de détecter les signes, même lorsque le système d'affichage 24 est directement expose au plein soleil, quel que soit l'angle d'incidence.
Le système d'affichage 24 inclut un panneau d'affichage 28 d'une structure conforme à la présente invention. Le panneau d'affichage 28 s'étend en travers de l'ouverture 20 dans la partie d'extrémité supérieure du boîtier 12.
Le panneau d'affichage 28 représenté aux Fig. 2 et 3 est d'une structure à couches multiples qui inclut une couche externe 32 et une couche interne 34. Une couche translucide facultative 36 de signes est disposée entre la couche externe 32 et la couche interne 34. La couche 36 de signes inclut des signes 38. Les signes 38 sont définis par le fait que la densité optique d'une partie 40 de la couche translucide 36 de signes est relativement élevee et que la densité optique d'une partie 42 de la couche translucide de signes est relativement basse.
Selon l'une des particularités de la présente invention, la couche externe 32 et la couche interne 34 du panneau d'affichage 28 contiennent toutes deux un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire qui disperse la lumière. La couche externe 32 contient une quantité de pigment absorbant la lumière supérieure à celle de la couche interne 34.
La couche interne 34 contient une quantité de matière particulaire dispersant la lumière supérieure à celle de la couche externe 32.
La quantité relativement grande de pigment absorbant la lumière dans la couche externe 32 favorise une attenuation de la lumière solaire directe afin de maintenir obscurs les signes 38. Il est particulièrement avantageux d'agencer la matière particulaire dispersant la lumière en combinaison avec le pigment absorbant la lumière pour éviter des problèmes associés au maintien des signes à l'état obscur lorsqu'une forte lumière incidente ambiante est dirigée selon des angles relativement petits par rapport à la normale à la couche externe 32. La matière particulaire dispersant la lumière provoque une dispersion des rayons lumineux dans la couche externe 32 afin d'éliminer virtuellement une réflexion de la lumière à partir de la couche 36 de signes. Ceci élimine toute possibilité qu'un observateur puisse par erreur percevoir comme alimentée la source lumineuse 16 représentée à la Fig. 1, lorsque la couche externe 32 du panneau d'affichage 28, représentée aux Fig. 2 et 3, est exposée au plein soleil.
La couche interne 34 contient une plus grande quantité de matière particulaire dispersant la lumière et une plus petite quantité de pigment absorbant la lumière que la couche externe 32. La plus grande quantité de matière particulaire dispersant la lumière contenue dans la couche interne 34 permet à la couche interne de disperser la lumière provenant de la source lumineuse 16 afin d'accroitre l'angle d'observation du panneau d'affichage 28. La moindre quantité de pigment absorbant la lumière réduit une atténuation de la lumière provenant de la source 16 et accrolt donc la brillance du panneau d'affichage 28.
Selon une autre particularité de l'invention, la densité optique est la même dans la couche externe 32 et la couche interne 34 du panneau d'affichage 28. Ceci permet aux deux couches 32 et 34 du panneau d'affichage 28 d'être optiquement continues à la partie 42 de la couche 36 de signes, représentée aux Fig. 2 et 3, dont la densité optique est relativement faible. Puisque la couche externe 32 et la couche interne 34 sont formées d'une matière de la même densité optique, l'oeil d'un observateur ne peut détecter aucune discontinuité entre les couches.
Selon une autre particularité de l'invention, la partie 40 de la couche 36 de signes n'est pas complètement opaque. Une certaine lumière peut être transmise à travers la partie 40 de la couche 36 de signes afin de réduire toute tendance de la partie 40 de la couche de signes à absorber la lumière au lieu de diffuser la lumière. En amenant la partie 40 de la couche 36 de signes à diffuser la lumière plutôt qu'à l'absorber, un effet limité de dispersion est obtenu sur la lumière qui est transmise à travers la partie 42 à faible densité optique. En diffusant la lumière sous l'effet de la faible densité optique de la partie de la couche 40 de signes, l'angle de vision des signes 38 est augmenté pour l'observateur.
Bien que les inventeurs croient qu'il peut être préférable d'agencer la couche 36 de signes dans le panneau d'affichage 28 lorsque le panneau d'affichage est utilisé dans certains environnements, ils pensent aussi qu'il existe d'autres environnements dans lesquels il est préférable d'omettre la couche de signes. Lorsque la couche 36 de signes est omise, la couche externe 32 est attachée directement par diffusion à la surface du coté supérieur de la couche interne 34. Puisque la densité optique de la couche externe 32 est la même que celle de la couche interne 34 et qu'elles sont attachées entre elles par diffusion à la jonction entre les couches, la jonction entre les couches est exempte de discontinuités optiques.
Après cette description génerale, on va maintenant décrire le comportement du système d'affichage lorsqu'il est exposé à la lumière solaire.
Lorsque le panneau d'affichage 28 est directement exposé au plein soleil, la lumière solaire qui n'est pas réfléchie par la surface externe du panneau d'affichage 28 est réfractée à travers la couche externe 32. La lumière solaire qui entre dans la couche externe 32 est atténuée par le pigment absorbant la lumière et est dispersée dans toutes les directions par la matière particulaire dispersant la lumière contenue dans la couche externe 32. La quantité de lumière solaire qui se réfléchit réellement à partir de la couche 36 de signes et/ou de la couche interne 34 est hautement atténuée et diffusée. La quantité de lumière solaire reflechie qui est réellement émise par la couche externe 32 est si faible et si hautement diffusée qu'une détection de la couche 36 de signes est impossible en pratique et que les signes 38 sont obscurcis.
La manière dont un rayon lumineux 50 de plein soleil interagit avec le système d'affichage 24 est illustrée schématiquement à la Fig. 4.
Une proportion d'environ quatre pour-cent (4%) de la lumière contenue dans le rayon 50 est réfléchie de la manière indiquée schématiquement par le rayon lumineux 52 de la Fig. 4. Un revétement anti-réflechissant est agencé sur une surface supérieure 56 du panneau 28 afin de minimiser la réflexion spéculaire ambiante.
Tandis que la partie restante du rayon 50 de lumière solaire se propage à travers la couche externe 32 de la manière représentée schématiquement en 54 à la Fig. 4, il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%) du rayon de lumière solaire. La raison en est que le facteur de transmission de la couche externe 32 est approximativement de 33%. Puisque la réflexion à partir d'une surface 56 du côte externe de la couche externe 32 provoque une réduction de quatre pour-cent (4%) de l'intensité du rayon de lumière solaire entrant dans la couche externe 32, il en résulte que l'intensité de la lumière solaire qui émerge d'une surface inférieure 58 de la couche externe 32 du panneau d'affichage 28 est approximativement de trente-deux pour-cent (32%) de son intensité d'origine.
A la traversee de la surface inférieure 58 de la couche externe 32 du panneau d'affichage 28, le rayon de lumière solaire rencontre une couche adhésive claire 62, représentée de façon détaillée à la Fig. 6. Il se produit une perte de douze pour-cent (12%) de l'intensité du rayon de lumière solaire à la traversée de la couche adhésive 62 vers la couche 36 de signes. Par conséquent, l'intensité du rayon 50 de lumière solaire lorsqu'il atteint la couche 36 de signes est approximativement de vingthuit pour-cent (28%) de son intensité d'origine. La couche adhésive 62 est formée d'un monomère et se mélange avec la matière de la couche externe 32 et de la couche 36 de signes.
En supposant que le rayon de lumière solaire se propage ensuite à travers la partie 40 de la couche 36 de signes à haute densité optique, comme représenté à la Fig. 4, il se produit une perte de quatre-vingt-cinq pour-cent (85%) de l'intensité de lumière solaire. Par conséquent, lorsque le rayon de lumière solaire émerge de la couche 36 de signes, son intensité est approximativement de quatre pour-cent (4%) de son intensité d'origine.
La densité optique de la couche interne 34 du panneau d'affichage est la même que celle de la couche externe 32 du panneau d'affichage. Par conséquent, la perte d'intensité du rayon de lumière solaire à la traversée de la couche interne 34 est la même. Il existe donc une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%) du rayon de lumière solaire à sa traversée de la couche interne 34. Le facteur de transmission des couches externe et interne 32 et 34 est approximativement de 33% pour l'une et l'autre. Par conséquent, l'intensité d'une partie 58, représentée à la
Fig. 4, du rayon de lumière solaire est approximativement égale à un pourcent et quatre dixièmes de pour-cent (1,4%) de son intensité d'origine.
Fig. 4, du rayon de lumière solaire est approximativement égale à un pourcent et quatre dixièmes de pour-cent (1,4%) de son intensité d'origine.
Tandis que le rayon de lumière solaire se propage à travers une chambre contenue dans le boîtier 12, désignée elle aussi par 62 et représentée aux Fig. 4 et 5, le rayon de lumière solaire frappe une surface matte 64 située sur une paroi inférieure 66 de la chambre 62 du boitier. I1 se produit une perte d'intensité d'approximativement quatre-vingt-cinq pour-cent (85%) de la lumière solaire réfléchie à partir de la surface matte 64 en raison de la diffusion de la lumière par la surface marte. En raison de la diffusion de quatre-vingt-cinq pour-cent (85%) à la surface matte 64, l'intensité d'un rayon lumineux réfléchi par la surface matte 64 est approximativement de 0,2069% de l'intensité du rayon lumineux 50 de plein soleil d'origine.
Une proportion approximative de quatre pour-cent (4%) du rayon lumineux 72 est réfléchie de la surface interne 74 de la couche interne 34 du panneau d'affichage 28, de la manière représentée en 76 à la
Fig. 4. Par conséquent approximativement 0,20% du rayon lumineux 50 de plein soleil d'origine entre dans la couche interne 34. Tandis que la lumière traverse la couche interne 34, il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%). Par conséquent, approximativement 0,06% du rayon lumineux 50 d'origine entre dans la couche adhésive 62, représentée à la Fig. 6, à la partie 42 de la couche 36 de signes.
Fig. 4. Par conséquent approximativement 0,20% du rayon lumineux 50 de plein soleil d'origine entre dans la couche interne 34. Tandis que la lumière traverse la couche interne 34, il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%). Par conséquent, approximativement 0,06% du rayon lumineux 50 d'origine entre dans la couche adhésive 62, représentée à la Fig. 6, à la partie 42 de la couche 36 de signes.
Dans le mode de réalisation illustré de l'invention, la couche adhésive 62 s'étend dans des ouvertures formées dans la couche 36 de signes pour former la partie 42 de la couche de signes, à faible densité optique. Il faut comprendre que la couche adhésive 62 a été représentée schématiquement à la Fig. 4 comme nettement définie. En pratique, la couche adhésive 62 est formée d'un monomère qui favorise le mélange et l'attache par diffusion de la matière de la couche externe 32, de la couche 36 de signes et de la couche interne 34. Il se produit une perte d'intensité approximative de douze pour-cent (12%) du rayon lumineux à la traversée de la couche adhésive 62. Par conséquent, approximativement 0,058% du rayon lumineux entre dans la couche externe 32 du panneau d'affichage 28. Il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%) de l'intensité du rayon lumineux à sa traversée de la couche externe 32.
L'intensité du rayon lumineux 80 qui émerge du panneau d'affichage 28 est donc approximativement de 0,019% de l'intensité du rayon lumineux 50 d'origine.
L'intensité du rayon lumineux 80 est tellement faible qu'un observateur ne peut pas détecter les signes 38. De plus, l'intensité du rayon lumineux 80 est tellement faible que l'observateur ne perçoit pas incorrectement la source lumineuse 16 comme alimentée, même si le panneau d'affichage 28 est exposé au plein soleil.
La description precedente de la manière dont un rayon de lumière de plein soleil interagit avec le système d'affichage 24 suppose qu'un rayon de lumière solaire émerge à travers la partie 42 de la couche 40 de signes à faible densité optique. Évidemment, si le rayon de lumière solaire émerge à travers la partie 40 de la couche 36 de signes a haute densité optique, l'intensité du rayon lumineux transmis à travers le panneau extérieur vers un observateur est encore moindre.
La description précédente suppose que la couche 36 de signes est disposée entre la couche externe 32 et la couche interne 34 du panneau d'affichage 28. Les inventeurs pensent cependant que, dans de nombreuses situations, la couche 36 de signes sera omise et que la couche externe 32 sera connectée directement à la couche interne 34 par un processus d'attache par diffusion. En raison du processus d'attache par diffusion entre la couche externe 32 et la couche interne 34, en combinaison avec le fait que la densité optique de la couche externe 32 et de la couche interne 34 est la même, une jonction entre la couche externe 32 et la couche interne 34 est exempte de discontinuités optiques.
Si la couche 36 de signes est omise, la densité optique de la couche externe 32 et de la couche interne 34 peut etre augmentée en augmentant la quantité de pigment absorbant la lumière dans la couche externe 32 et la quantité de matière particulaire dispersant la lumière dans la couche interne 34. Ceci peut être réalise afin d'assurer qu'un observateur ne perçoit pas, par erreur, comme alimentée la source lumineuse alors qu'elle n'est pas alimentée alors que le systeme d'affichage 24 est exposé au plein soleil.
Les caractéristiques homogenes de transmission et de reflexion de la matière du panneau d'affichage 28, en combinaison avec la coopération entre la matière particulaire dispersant la lumière et le pigment absorbant la lumière, provoquent une reduction d'une réflexion superficielle indesirable de la lumière de plein soleil aux interfaces à l'intérieur du corps du panneau 12. Ceci élimine la possibilité qu'un observateur detecte des variations de zones de contraste ou que des détails quelconques de la structure interne des panneaux soit révélée lorsque la source lumineuse 16 n'est pas alimentée. Ceci est indépendant tant de l'angle d'incidence de la lumière solaire ambiante que de la ligne de vision de l'observateur.
On va maintenant décrire l'alimentation de la source lumineuse.
Lorsque la source lumineuse est alimentée, une lumière est transmise à travers le panneau d'affichage 28 vers un observateur. La lumière provenant de la source 16 est largement dispersée. La large dispersion de la lumière provenant de la source lumineuse 16 est avantageuse pour offrir un large angle de vision à un observateur. Il en résulte que la lumière provenant de la source 16 est détectable à un emplacement quelconque compris dans un champ de vision de cent soixante-seize degrés (176 ), même en lumière directe de plein soleil.
Lorsque la source lumineuse 16 est alimentée, un rayon lumineux 90, représenté à la Fig. 5, émane de la source lumineuse 16 et est transmis à un observateur à travers le panneau d'affichage 28. Le rayon lumineux 90 est transmis à travers la partie 40 de la couche 36 de signes à densité optique relativement élevée. Lorsque le rayon lumineux 90 quitte la panneau d'affichage 28, son intensité est approximativement egale à 1,4% de son intensité d'origine.
En plus du rayon lumineux 90, un rayon lumineux 92, représenté à la Fig. 5, émane de la source lumineuse alimentée 16 et est transmis à travers le panneau d'affichage 28. Le rayon lumineux 92 est transmis à travers la partie 42 de la couche 36 de signes à densité optique relativement faible. Lorsque le rayon lumineux 92 quitte le panneau d'affichage 28, son intensite est approximativement égale à 9,6 < /o de son intensité d'origine. La difference entre les intensités des rayons lumineux 90 et 92 permet à un observateur de discerner facilement les signes 38.
En considérant en premier lieu le rayon lumineux 90, lorsque le rayon lumineux 90 frappe la surface interne 74 de la couche interne 34, une proportion approximative de quatre pour-cent (4%) du rayon lumineux est réfléchie vers la chambre 62. Par conséquent, lorsque le rayon lumineux 90 entre dans la couche interne 34, son intensité est de quatrevingt seize pour-cent (96%) de son intensité d'origine.
Lorsque le rayon lumineux 90 traverse la couche interne 34, il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%). Par conséquent, lorsque le rayon lumineux 90 quitte la couche interne 34, son intensité est approximativement de trente-deux pour-cent (32%) de son intensité d'origine.
Le rayon lumineux 90 traverse ensuite la partie 40 de la couche 36 de signes, à haute densité optique. Lorsque le rayon lumineux 90 traverse la partie 40 de la couche 36 de signes, il se produit une perte de quatre-vingt-cinq pour-cent (85%) de l'intensité du rayon lumineux.
Lorsque le rayon lumineux 90 entre dans la couche adhésive 62, son intensité est approximativement de cinq pour-cent (5%) de son intensité d'origine.
Tandis que le rayon lumineux 90 traverse la couche adhésive 62, il se produit une perte d'intensité approximative de douze pour-cent (12%). Lorsque le rayon lumineux 90 entre dans la couche externe 32, son intensité est donc approximativement de quatre pour-cent (4%) de son intensité d'origine.
Lorsque le rayon lumineux 90 traverse la couche externe 32, il se produit une perte d'intensité du rayon lumineux de soixante-sept pourcent (67%). Lorsque le rayon lumineux 90 sort de la surface supérieure 56 de la couche externe 32, son intensité est donc approximativement de 1,4% de son intensité d'origine.
Le rayon lumineux 92 se propage directement de la source lumineuse 16 à travers la couche interne 34. On suppose qu'il n'existe aucune réflexion appréciable du rayon lumineux à partir de la surface interne 74 de la couche interne 34. Lorsque le rayon lumineux 92 traverse la couche interne 34, il se produit une perte d'intensité de soixante-sept pour-cent (67%). Par conséquent, lorsque le rayon lumineux 92 entre dans la partie 42 de la couche 36 de signes, à faible densite optique, son intensité est approximativement de trente-trois pour-cent (33%) de son intensité d'origine. La partie 42 de la couche 36 de signes est formée de la matière de la couche adhésive 62.
Lorsque le rayon lumineux 90 traverse la partie 42 de la couche 36 de signes et la couche adhésive 62, il se produit une perte approximative de douze pour-cent (12%) de l'intensité du rayon lumineux.
Lorsque le rayon lumineux 92 entre dans la couche externe 32, son intensité est approximativement de vingt neuf pour-cent (29%) de son intensité d'origine.
Lorsque le rayon lumineux 92 traverse la couche externe 32, il se produit une perte d'intensité du rayon lumineux de soixante-sept pourcent (67%) de son intensité d'origine. Lorsque le rayon lumineux 92 sort de la surface supérieure 56 de la couche externe 32, son intensité est donc approximativement de 9,6% de son intensité d'origine. Puisque l'intensité du rayon lumineux 92 est presque égale à sept fois l'intensité du rayon lumineux 90, les signes 38 sont clairement discernables par un observateur lorsque la source lumineuse 16 est alimentée.
En raison de la matière particulaire dispersant la lumière contenue dans la couche interne 34, les rayons lumineux sont transmis à travers la partie 42 de la couche 36 de signes à densité optique relativement faible selon de nombreux angles differents par rapport à la couche 36 de signes. Les rayons lumineux qui traversent les signes 38 peuvent donc étre dispersés de façon à permettre à un observateur de discerner les signes 38 à l'intérieur d'un angle d'observation relativement grand d'approximativement cent-soixante-seize degres (176 ).
On va maintenant décrire de façon détaillée la couche de signes.
La couche translucide 36 de signes inclut la partie relativement opaque 40 à haute densité optique et la partie relativement claire 42 à densité optique relativement faible. Dans le mode de réalisation illustré à la Fig. 6, la partie claire 42 de la couche 36 de signes est formée par un adhésif clair qui s'étend de la couche d'adhésif 62 dans la partie 42 de la couche 36 de signes.
La partie relativement opaque 40 de la couche 36 de signes comporte des surfaces laterales principales parallèles, externe et interne, 100 et 102. Les signes 38 représentés à la Fig. 2 sont formés en découpant des ouvertures dans la couche 36 de signes. Les ouvertures qui sont découpées dans la couche 36 de signes compo latérales inclinées 106 et 108, représentées à la Fig. 6, qui s'étendent entre les surfaces latérales principales externe et interne 100 et 102 de la couche 36 de signes. Les petites surfaces latérales 106 et 108 s'évasent vers l'extérieur dans une direction qui va de la couche interne 34 vers la couche externe 32 afin de favoriser une dispersion de la lumière selon un angle relativement large à la traversée de la couche 36 de signes. La petite surface latérale 106 de la couche 36 de signes s'étend selon un angle aigu 112, représenté à la Fig. 6, par rapport à la grande surface latérale interne 102 de la couche de signes. De même la petite surface latérale 106 s'étend selon un angle obtus 114 par rapport à la grande surface latérale externe 100 de la couche 36 de signes.
La configuration, qui s'évase vers l'extérieur, de la partie 42 de la couche 36 de signes à faible densité optique favorise une dispersion des rayons lumineux traversant les signes 38 afin de permettre à un observateur de discerner les signes à l'intérieur d'un large angle d'observation. Bien que la couche adhésive 62 ait été illustrée schématiquement à la Fig. 6 comme étant nettement définie, il faut comprendre que la couche adhésive 62 favorise une attache par diffusion entre la couche 36 de signes et la couche externe 32.
On va maintenant décrire, finalement, la composition des couches du panneau d'affichage.
Tant la couche externe 32 que la couche interne 34 du panneau d'affichage 28 contiennent un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière. Au fur et à mesure que la densité optique du pigment suspendu non coloré, c'est-à-dire gris, absorbant la lumière augmente, soit dans la couche externe 32, soit dans la couche interne 34, l'absorption d'énergie lumineuse dans la couche tend à augmenter. Au fur et à mesure que la densité optique de la matière particulaire suspendue dispersant la lumière augmente, soit dans la couche externe 32, soit dans la couche interne 34, la diffusion de lumière tend à augmenter dans la couche. Quelle que soit la densité optique totale de la couche externe 32 ou de la couche interne 34, la densité optique des deux couches doit être egale, à l'intérieur d'une limite de tolérance de plus ou moins six pour-cent (6%) de la densité optique totale de la couche interne 34.
Selon un mode de réalisation spécifique de l'invention, la couche externe 32 est formée de méthacrylate de méthyle polymérisé. La matière particulaire dispersant la lumière est formée de styrène. Le pigment absorbant la lumière est un pigment neutre gris, non coloré. La couche interne 34 est elle aussi formée de méthacrylate de méthyle polymérisé. La matière particulaire de diffusion de la lumière dans la couche interne 34 est formée de styrène. Le pigment absorbant la lumière dans la couche interne 34 est un gris neutre.
Dans ce mode de réalisation spécifique de l'invention, la couche externe 32 contient un pigment non coloré, gris, absorbant la lumière à facteur de transmission de vingt-cinq pour-cent (25%) à trente pour-cent (30%). Ceci correspond à une perte de densité de 75% à 70%. La couche externe 32 contient une matière particulaire dispersant la lumière, qui est du styrène, à facteur de transmission de soixante-dix pour-cent (70%) à quatre-vingt-cinq pour-cent (85%). Ceci correspond à une perte d'intensité de 30% à 15%. Le facteur de transmission produit, non corrigé, du pigment et de la matière particulaire dispersant la lumière est de 17,5% à 25,5%.
La couche interne contient un pigment non coloré, gris, absorbant la lumière à facteur de transmission de cinquante pour-cent (50%) à soixante pour-cent (60%). La couche interne 34 contient une matière particulaire dispersant la lumière, qui est du styrène, à facteur de transmission de quarante pour-cent (40%) a quarante-cinq pour-cent (45%). Le facteur de transmission produit, non corrigé, de la couche interne 34 est de vingt pour-cent (20%) à vingt-cinq pour-cent (25%).
Après connexion de la couche externe 32 et de la couche interne 34 par attache par diffusion sans couche 36 de signes, les valeurs non corrigées de facteur de transmission produit pour les couches interne et externe augmente de 10 à 1 1 points de pourcentage. La raison en est la réduction des effets de réflexion incidente et de polarisation sur la lumière.
Le facteur de transmission du pigment non coloré, gris, de la couche externe 32 de ce panneau spécifique d'affichage 28 qui n'inclut aucune couche 36 de signes est de 35,5% à 40,5%. Le facteur de transmission de la couche externe 32 à matière particulaire dispersant la lumière est de 80,5% a 95,%. Le facteur de transmission produit du pigment et de la matière particulaire dispersant la lumière est de 28,5% à 38,6%. Le facteur de transmission nominal de la couche externe 32 est de 33,5%. Par conséquent, la perte d'intensité d'une lumière se propageant à travers la couche externe 32 serait de 66,5%. La densité optique nominale de la couche externe 32 est de 2,9738.
Le facteur de transmission du pigment non coloré, gris, de la couche interne 34 est de 60,5% à 70,5%. Le facteur de transmission de la matière particulaire dispersant la lumière de la couche interne 34 est de 50% à 55%. Le facteur de transmission produit de la couche interne 34 est de 30,2 à 38,7%. Le facteur de transmission nominal de la couche interne 34 est de 34,5%. Par conséquent, la perte d'intensité d'une lumière se propageant à travers la couche interne 34 est de 65,5%. La densite optique nominale totale de la couche interne 34 est de 2,8985.
Dans le mode de réalisation de l'invention illustre à la Fig. 6, la couche translucide 36 de signes est elle aussi formée de methacrylate de méthyle polymérisé. Une quantité suffisante de pigment coloré absorbant la lumière est agencée dans la partie 40 de la couche 36 de signes à haute densité optique pour obtenir une opacité presque totale. Cependant, une opacité complète n'est pas atteinte. Une opacité complète tendrait à absorber davantage de lumière plutôt qu'à diffuser la lumière, en créant donc un effet limite de dispersion sur la lumière transmise dans la partie 42 de la couche 36 de signes à faible densité optique.
Pour former la couche 36 de signes dans le mode de réalisation de l'invention illustré aux Fig. 4, 5 et 6, une solution mélangée au préalable de méthacrylate de méthyle est appliquée sur un coté externe rendu rugueux de la couche interne 34. On laisse ensuite polymériser la solution de méthacrylate de méthyle pour former une couche relativement opaque. Des parties de la couche opaque sont ensuite enlevées pour former les signes 38.
La densité optique du méthacrylate de méthyle qui forme la couche 36 de signes peut etre déterminée par formulation de la solution avant son dépôt, ou par des moyens mecaniques pour réduire l'épaisseur de matiere après polymérisation. Réduire l'épaisseur de la couche 36 de signes pour régler le facteur de transmission de la couche peut être particulièrement avantageux lorsque des panneaux d'affichage doivent être utilisés avec un certain nombre de sources lumineuses différentes pour des applications différentes. Par variation de l'épaisseur de la couche 36 de signes en fonction de l'application particulière pour laquelle le panneau d'affichage 28 doit être utilisé, l'opacité de la partie 40 de la couche 36 de signes à haute densité optique peut être modifiée pour l'adapter à une application particulière sans perdre les propriétés de base du panneau d'affichage 28.
Que la couche 36 de signes soit ou non agencée en association avec la couche externe 32 et la couche interne 34, la densité optique des couches externe et interne, 32 et 34, est sensiblement la même, à l'intérieur d'une limite de tolérance de plus ou moins six pour-cent (6%).
En ce qui concerne la couche externe 32, la densité optique du pigment absorbant la lumière est de 4 à 3,3, tandis que la densité optique de la matière particulaire dispersant la lumière est de 1,43 à 1,18. La densité optique produit, non corrigée, de la couche externe 32 est de 5,7 à 3,9.
La densité optique du pigment absorbant la lumière dans la couche interne 34 est inférieure à la densité optique du pigment absorbant la lumière dans la couche externe 32. Par conséquent, la densité optique du pigment absorbant la lumière dans la couche interne 34 varie dans une plage de 2 à 1,66. La densité optique de la matière particulaire dispersant la lumière dans la couche interne 34 est supérieure à la densité optique de la matière particulaire dispersant la lumière dans la couche externe 32. La densité optique de la couche particulaire dispersant la lumière dans la couche interne 34 varie dans une plage de 2,5 à 2,22. La densité optique produit, non corrigée, de la couche interne 34 varie dans une plage de 5 à 3,7.
En conclusion, il ressort clairement de ce qui précède que la présente invention fournit un système d'affichage nouveau et perfectionné 24, pourvu d'une source lumineuse 16 qui est disposée à l'intérieur d'un boîtier 22. Un panneau d'affichage 28 s'étend en travers d'une ouverture 20 menagée dans le boîtier 12. Le panneau d'affichage 28 inclut des couches interne et externe 34 et 32 qui contiennent un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière. La densité optique des couches interne et externe 34 et 32 du panneau d'affichage 28 est la même.
Afin de minimiser une réflectance spéculaire à partir de la couche externe 32 du panneau d'affichage 28 en plein soleil, la couche externe du panneau d'affichage contient, en plus de la matière particulaire dispersant la lumière, une quantité relativement grande de pigment. Afin de réaliser pour un observateur un angle de vision relativement large, la couche interne 34 du panneau d'affichage 28 inclut une quantité relativement grande de matière particulaire dispersant la lumière et une quantité plus petite de pigment absorbant la lumière.
Une couche 36 de signes peut être agencée entre les couches interne et externe 34 et 32. La couche 36 de signes inclut des zones opaques 40 et des zones transparentes 42. Cependant, les zones opaques 40 ne sont pas complètement opaques pour favoriser ainsi la diffusion de lumière, de façon à augmenter l'angle de vue d'un observateur.
Claims (6)
1. Système d'affichage (24) comprenant un boîtier (12), une source lumineuse (16) disposée à l'intérieur dudit boîtier (12), et un panneau d'affichage (28) connecté audit boîtier (12), caractérisé en ce que
ledit panneau d'affichage (28) inclut des couches interne (34) et externe (32) contenant un pigment absorbant la lumière et une matière particulaire dispersant la lumière,
chaque unité de volume de ladite couche externe (32) dudit panneau d'affichage (28) contient une plus grande quantité de pigment absorbant la lumière qu'une unité de volume correspondante de ladite couche interne (34),
chaque unité de volume de ladite couche interne (34) dudit panneau d'affichage (28) contient une plus grande quantité de matière particulaire dispersant la lumière qu'une unite de volume correspondant de ladite couche externe (32), et
la densité optique desdites couches interne (34) et externe (32) dudit panneau d'affichage (28) est la meme.
2. Système d'affichage (24) selon la revendication 1 caractérisé en ce que
lesdites première et deuxième couches (32, 34) dudit panneau d'affichage (28) sont interconnectées à un emplacement qui est exempt de discontinuités optiques.
3. Système d'affichage (24) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
il inclut en outre une couche (36) de signes (38) disposée entre lesdites couches interne (34) et externe (32), ladite couche (36) de signes (38) incluant une première (40) et une deuxième (42) parties translucides,
ladite première partie translucide (40) de ladite couche (36) de signes (38) est d'une densité optique qui est supérieure à la densite optique desdites couches interne (34) et externe (32),
ladite deuxième partie translucide (42) de ladite couche (36) de signes (38) est d'une densité optique qui est inférieure à la densité optique de ladite première partie translucide (40) de ladite couche (36) de signes (38).
4. Système d'affichage (24) selon la revendication 3, caractérisé en ce que
la densité optique de ladite deuxième partie translucide (42) de ladite couche (36) de signes (38) est au moins egale à la moitié de la densité optique de ladite couche externe (32).
5. Système d'affichage (24) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
il inclut en outre une couche (36) de signes (38) disposée entre lesdites première et deuxième couches (32, 34), ladite couche (36) de signes (38) incluant une première partie (40) d'une première densite optique et une deuxième partie (42) d'une deuxième densité optique qui est inférieure à la première densité optique,
ladite première partie (40) de ladite couche (36) de signes (38) inclut un grand côté interne (102) qui fait face à ladite couche interne (34), un grand côté externe (100) qui fait face à ladite couche externe (32) et un petit côté (106, 108) qui s'étend entre lesdits grands côtés interne et externe (102, 100),
ledit petit côté (106, 108) de ladite première partie (40) de ladite couche (36) de signes (38) s'étend selon un angle aigu (112) par rapport audit grand côté interne (102) de ladite première partie (40) de ladite couche (36) de signes (38) et s'étend selon un angle obtus (114) par rapport audit grand côté externe (100) de ladite première partie (40) de ladite couche (36) de signes (38).
6. Système d'affichage (24) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
ladite couche interne (34) est attachée par diffusion à ladite couche externe (32).
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20081031 |